汽輪機(jī)軸向位移和脹差

1、汽輪機(jī)的熱膨脹和脹差摘要：關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) 軸向位移、脹差1、軸向位移和脹差的概念軸位移指的是軸的位移量而脹差則指的是軸相對(duì)于汽缸的相對(duì)膨脹量,一般軸向位移變化時(shí)其數(shù)值較小。軸向位移為正值時(shí)，大軸向發(fā)電機(jī)方向移，若此時(shí)汽缸膨脹遠(yuǎn)小于軸的膨脹,差脹不一定向正值方向變化；如果機(jī)組參數(shù)不變，負(fù)荷穩(wěn)定，差脹與軸向位移不發(fā)生變化。機(jī)組啟停過(guò)程中及蒸汽參數(shù)變化時(shí)，差脹將會(huì)發(fā)生變化，由于負(fù)荷的變化而軸向位移也一定發(fā)生變化。運(yùn)行中軸向位移變化，必然引起差脹的變化。2、軸向位移和脹差產(chǎn)生的原因影響機(jī)組差脹的因素使脹差向正值增大的主要因素簡(jiǎn)述如下： 1）啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)時(shí)間太短，升速太快或升負(fù)荷太快。 2）汽缸夾層、法蘭

2、加熱裝置的加熱汽溫太低或流量較低，引起汽加熱的作用較弱。 3）滑銷(xiāo)系統(tǒng)或軸承臺(tái)板的滑動(dòng)性能差，易卡澀。 4）軸封汽溫度過(guò)高或軸封供汽量過(guò)大，引起軸頸過(guò)份伸長(zhǎng)。 5）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽壓力、溫度、流量等參數(shù)過(guò)高。 6）推力軸承磨損，軸向位移增大。 7）汽缸保溫層的保溫效果不佳或保溫層脫落，在嚴(yán)冬季節(jié)里，汽機(jī)房室溫太低或有穿堂冷風(fēng)。 8）雙層缸的夾層中流入冷汽（或冷水）。 9）脹差指示器零點(diǎn)不準(zhǔn)或觸點(diǎn)磨損，引起數(shù)字偏差。 10）多轉(zhuǎn)子機(jī)組，相鄰轉(zhuǎn)子脹差變化帶來(lái)的互相影響。 11）真空變化的影響。 12）轉(zhuǎn)速變化的影響。 13）各級(jí)抽汽量變化的影響，若一級(jí)抽汽停用，則影響高差很明顯。 14）軸承油溫太

3、高。 15）機(jī)組停機(jī)惰走過(guò)程中由于“泊桑效應(yīng)”的影響。 l負(fù)價(jià)苛變化速度的影響當(dāng)負(fù)荷變化時(shí)，各級(jí)蒸汽流量發(fā)生變化，特別是在低負(fù)荷范圍內(nèi)，各級(jí)蒸汽溫度的變化較大，負(fù)荷增長(zhǎng)速度愈快，蒸汽的溫升速度也愈快與金屬表向降負(fù)荷速度加快，汽缸和轉(zhuǎn)子溫升速度的差別愈大。負(fù)荷增加速度加快，正差脹增大；降負(fù)荷速度加快，正差脹縮小，以致出現(xiàn)負(fù)差脹。2軸封供氣溫度的影響軸封供氣對(duì)轉(zhuǎn)子的軸封段和軸封體加熱，由于軸封體是嵌在汽缸兩端，其膨脹對(duì)汽缸軸同長(zhǎng)度幾乎沒(méi)有影響，但轉(zhuǎn)子軸封段的膨脹卻影響轉(zhuǎn)子的長(zhǎng)度，因而使 正差脹加大。由于軸封段占轉(zhuǎn)子長(zhǎng)度的比例較小，故對(duì)總差脹影響較小，可是軸封處的局部差脹卻比較大。若軸封供氣溫度過(guò)高

4、，則出現(xiàn)正差脹過(guò)大；反之，負(fù)差脹 過(guò)大。一般規(guī)定軸封氣溫度略高于軸封金屬溫度。3環(huán)境溫度的影響低壓差脹對(duì)環(huán)境溫度較敏感。環(huán)境溫度升高，低壓差脹變小，環(huán)境溫度降低，低壓差脹升高。主要原因一方面是環(huán)境溫度降低，低壓缸冷卻加?。ǖ蛪焊谉o(wú)保 溫）；另一方面是循環(huán)水溫度降低使真空升高，排氣溫度降低，缸溫下降。經(jīng)觀察，在不同負(fù)荷下，變化規(guī)律是一樣的。在同一負(fù)荷下，冬季跟夏季低壓差脹相差 15%。4摩擦鼓風(fēng)的影響在機(jī)組啟動(dòng)和低負(fù)荷階段，蒸汽流量較小，而高中低壓級(jí)內(nèi)產(chǎn)生較大的鼓風(fēng)摩擦損失（與轉(zhuǎn)速三次方成正比），損失產(chǎn)生的熱量被蒸汽吸收，使其溫度升高。 由于葉輪直接與蒸汽相摩擦，因此轉(zhuǎn)子溫度比汽缸溫度高，故出現(xiàn)

5、正差脹。隨著轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子摩擦鼓風(fēng)損失產(chǎn)生的熱量相應(yīng)加大，但此時(shí)由于流量增加，使產(chǎn)生的 鼓風(fēng)損失的級(jí)數(shù)相應(yīng)減少，因此每千克蒸汽吸收摩擦鼓風(fēng)損失產(chǎn)生的熱量先隨轉(zhuǎn)速升高而增大，使高中低壓缸正差脹增大，后又隨轉(zhuǎn)速升高而相應(yīng)減少，對(duì)差脹的影 響逐漸減少。5真空對(duì)低壓差脹的影視真空降低，一方面排氣溫度升高，低壓缸排氣口壓力升高，缸體內(nèi)外壓差減少，兩者促進(jìn)低壓缸缸體膨脹，從而減少低壓差脹。另一方面，若軸封氣壓不變，低壓缸軸封段軸封氣量減少，轉(zhuǎn)子加熱減弱，也使低壓差脹減少。3、軸向位移和脹差的危害1泊桑效應(yīng)影響機(jī)組低壓差脹約10%，所以開(kāi)機(jī)沖轉(zhuǎn)前，低壓差脹應(yīng)保證10%以上。在停機(jī)過(guò)程中盡量減少低壓差脹（最好

6、控制在90以下），當(dāng)?shù)蛪翰蠲洺^(guò)110%，必須緊急停機(jī)，這時(shí)隨著轉(zhuǎn)速下降，低壓差脹會(huì)超過(guò)120%，在低轉(zhuǎn)速區(qū)可能會(huì)有動(dòng)靜摩擦。2在冬季低壓差脹過(guò)高時(shí)，要注意軸封氣母管壓力，若壓力過(guò)高可適當(dāng)調(diào)低，也可用降低真空方法來(lái)減少低壓差脹。冬季減少開(kāi)窗的地方，這是冬季減少低壓差脹有效措施。3極熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)，軸封供氣盡量選擇高溫氣源，輔氣作為氣源時(shí)，必須保證其溫度控制在270左右，（一般高于軸封金屬溫度50度）若溫度太低，將造成高壓軸封段大軸急劇冷卻收縮，有可能導(dǎo)致前幾級(jí)動(dòng)靜摩擦。4冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)，軸封氣源高于大軸金屬溫度，大軸將局部受熱伸長(zhǎng)，出現(xiàn)較大的正差脹。因此要選擇與軸封金屬溫度相匹配的氣源，不拖延啟動(dòng)時(shí)間

7、。低壓 差脹過(guò)大，可采用降低真空來(lái)調(diào)節(jié)，盡量提前沖轉(zhuǎn)升速。機(jī)組啟動(dòng)階段低壓正差脹超過(guò)限值時(shí)，可破壞真空停軸封氣，待差脹正常后重新啟動(dòng)。5機(jī)組倒缸前，主蒸汽氣溫至少比高壓缸金屬溫度高50以上，倒缸前應(yīng)考慮軸向位移對(duì)高壓差脹影響。6機(jī)組啟停階段差脹變化幅度大，影響因素多，調(diào)整難度大，因此要嚴(yán)格按規(guī)程操作，根據(jù)汽缸金屬溫度選擇適當(dāng)?shù)臎_轉(zhuǎn)參數(shù)，適當(dāng)?shù)纳郎厣龎呵€，確定合適升溫速度，控制升速和暖機(jī)時(shí)間，帶負(fù)荷后根據(jù)具體情況，及時(shí)分析和采取有效方法，才能有效控制差脹。7.泊桑效應(yīng)也就是汽輪機(jī)的軸在轉(zhuǎn)速增加的時(shí)候,受到離心力的作用,而變粗,變短.轉(zhuǎn)速減小的時(shí)候,而變細(xì),變長(zhǎng).一般在啟,停機(jī)的時(shí)候由于低壓缸的

8、轉(zhuǎn)子是最粗的,所以受泊桑效應(yīng)最明顯.是脹差脹差脹差脹差變化的一個(gè)因素。比如打閘停機(jī)，轉(zhuǎn)速降低，轉(zhuǎn)子的離心力減少轉(zhuǎn)子有變細(xì)變長(zhǎng)的趨勢(shì)，所以脹差增大8.鼓風(fēng)摩擦是指部分蒸汽通過(guò)末端部位的某一級(jí)時(shí)，蒸汽流速低于轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度，與轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生摩擦，這種現(xiàn)象稱(chēng)之鼓風(fēng)，其摩擦損失就是鼓風(fēng)損失，由于末端幾級(jí)的蒸汽經(jīng)過(guò)多級(jí)膨脹，在真空降低或進(jìn)口蒸汽量減少時(shí)，在末端的某級(jí)進(jìn)出口壓差減小，蒸汽通過(guò)噴嘴后膨脹能力降低或者不膨脹，導(dǎo)致部分蒸汽從噴嘴中噴出的速度小于該點(diǎn)汽機(jī)轉(zhuǎn)子的線速度，與轉(zhuǎn)子產(chǎn)生摩擦。（詳細(xì)）。反倒成了轉(zhuǎn)子帶蒸汽。鼓風(fēng)現(xiàn)象是在什么工況都有的,只不過(guò)正常運(yùn)行時(shí)弱一點(diǎn),空負(fù)荷低真空時(shí)較為明顯而已。所以盡量

9、減少空負(fù)荷、有進(jìn)汽并低真空的時(shí)間。鼓風(fēng)磨擦產(chǎn)生的熱量會(huì)使汽機(jī)低壓缸中心上移，產(chǎn)生振動(dòng)等。鼓風(fēng)損失對(duì)差脹的影響要比泊桑來(lái)的小。？低真空會(huì)使低壓缸鼓風(fēng)損失增大，排氣溫度升高。就是蒸汽帶轉(zhuǎn)子還是轉(zhuǎn)子帶蒸汽的問(wèn)題9.正值增大的主要因素1）啟動(dòng)時(shí)暖機(jī)時(shí)間太短，升速太快或升負(fù)荷太快。 2）汽缸夾層、法蘭加熱裝置的加熱汽溫太低或流量較低，引起汽加熱的作用較弱。 3）滑銷(xiāo)系統(tǒng)或軸承臺(tái)板的滑動(dòng)性能差，易卡澀。 4）軸封汽溫度過(guò)高或軸封供汽量過(guò)大，引起軸頸過(guò)份伸長(zhǎng)。 5）機(jī)組啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)汽壓力、溫度、流量等參數(shù)過(guò)高。 6）推力軸承磨損，軸向位移增大。 7）汽缸保溫層的保溫效果不佳或保溫層脫落，在嚴(yán)冬季節(jié)里，汽機(jī)房室

10、溫太低或有穿堂冷風(fēng)。 8）雙層缸的夾層中流入冷汽（或冷水）。 9）脹差指示器零點(diǎn)不準(zhǔn)或觸點(diǎn)磨損，引起數(shù)字偏差。 10）多轉(zhuǎn)子機(jī)組，相鄰轉(zhuǎn)子脹差變化帶來(lái)的互相影響。 11）真空變化的影響。 12）轉(zhuǎn)速變化的影響。 13）各級(jí)抽汽量變化的影響，若一級(jí)抽汽停用，則影響高差很明顯。 14）軸承油溫太高。 15）機(jī)組停機(jī)惰走過(guò)程中由于“泊桑效應(yīng)”的影響。 10.負(fù)值增大的主要原因1）負(fù)荷迅速下降或突然甩負(fù)荷。 2）主汽溫驟減或啟動(dòng)時(shí)的進(jìn)汽溫度低于金屬溫度。 3）水沖擊。 4）汽缸夾、法蘭加熱裝置加熱過(guò)度。 5）軸封汽溫度太低。 待添加的隱藏文字內(nèi)容36）軸向位移變化。 7）軸承油溫太低。 8）啟動(dòng)進(jìn)轉(zhuǎn)速突升，由于轉(zhuǎn)子在離心力的作用下軸向尺寸縮小，尤其低差變化明顯。 9）汽缸夾層中流入高溫蒸汽，可能來(lái)自汽加熱裝置，也可能來(lái)自進(jìn)汽套管的漏汽或者軸封漏汽。啟動(dòng)時(shí)，一般應(yīng)用加熱裝置來(lái)控制汽缸的膨脹量，而轉(zhuǎn)子主要依靠汽輪機(jī)的進(jìn)汽溫度和流量以及軸封汽的汽溫和流量來(lái)控制轉(zhuǎn)子的膨脹量。啟動(dòng)時(shí)脹差一般向正方向發(fā)展。汽輪機(jī)在停用時(shí)，隨著負(fù)荷、轉(zhuǎn)速的降低，轉(zhuǎn)子冷卻比汽缸快，所以脹差一般向負(fù)方向發(fā)展，特別是滑參數(shù)停機(jī)時(shí)尤其嚴(yán)重，必須采用汽加熱裝置向汽缸夾層和法蘭通以冷卻蒸汽，以免脹差保護(hù)動(dòng)作。汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，負(fù)脹差可